Jurusan Teknik Elektro, Universitas Diponegoro Semarang
Jl. Prof. Sudharto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang 50275, Indonesia *)
E-mail : [email protected]
Abstrak
Mixer audio adalah suatu alat yang digunakan untuk mencampurkan dua atau lebih sinyal audio menjadi satu sinyal audio.Mixer audio banyak digunakan dalam studio musik maupun studio rekaman untuk mengatur berbagai macam alat musik seperti gitar, bass dan drum digabungkan menjadi satu dengan suara vokalis. Proses pencampuran sinyal audio menitik beratkan pada keseimbangan setiap channel yang berhubungan dengan alat musik agar mencapai gain yang maksimal tetapi menghasilkan suara yang tidak cacat. Dengan perkembangan teknologi komputer, mixer audio bisa dibuat dalam bentuk aplikasi perangkat lunak menggunakan Borland Delphi 7 dengan menambahkan pustaka komponen pengolahan sinyal suara audiolab 5.0 dan wave audio. Karena keterbatasan jumlah kartu suara pada sebuah komputer perlu ditambahkan perangkat keras kartu suara USB. Jangkauan frekuensi yang digunakan dalam pengujian adalah 30 Hz, 60 Hz, 120 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, 8 KHz dan 16 KHz. Berdasarkan pengujian mixer audio yang dibuat dapat memberikan tanggapan frekuensi sesuai dengan mixer audio analog dan mampu untuk memodelkan operasi sinyal yang diinginkan. Namun mixer audio yang dibuat masih memiliki derau sehingga perlu penelitian lebih lanjut.
Kata kunci : Mixer Audio,DSP,Personal Computer
Abstract
Audio mixer is a device used to mix two or more audio signals into a single audio signal audio.Mixer widely used in recording studios and music studios to organize a variety of instruments including guitar, bass and drum sounds are combined into one with a vocalist. Audio signal mixing process focuses on the balance of each channel is associated with a musical instrument in order to achieve maximum gain but produces a sound that is not defective. With the development of computer technology, audio mixer can be made in the form of software applications using Borland Delphi 7 by adding a component library voice signal processing and wave audiolab 5.0 audio. Due to the limited number of sound cards in a computer hardware needs to be added a USB sound card. Frequency range used in the test is 30 Hz, 60 Hz, 120 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, 8 KHz and 16 KHz. Based on testing audio mixer that can be made to respond in accordance with the frequency of the analog audio mixer and is able to model the operation of the desired signal. But the audio mixer is made still have noise so it needs more research.
Keywords: Mixer Audio, DSP, Personal Computer
1.
Pendahuluan
Perkembangan teknologi komputer banyak dimanfaatkan untuk membantu dalam menyelesaikan berbagai permasalahan. Hampir setiap lapisan masyarakat mengenal dan menggunakan komputer sebagai alat bantu dalam menyelesaikan pekerjaannya. Penggunaan komputer pada umumnya hanya sebatas sebagai pengolah data elektronis, sehingga kemampuan komputer sebagai alat bantu lebih spesifik terabaikan[6]. Semua komputer yang ada memiliki kemampuan multimedia, di mana selain dapat digunakan sebagai pengolah data elektronis juga dapat berfungsi sebagai peralatan hiburan.
Dengan adanya pustaka audiolab untuk pengolahan sinyal suara dari www.mitov.com dapat dikembangkan untuk pembuatan mixer audio dengan memanfaatkan personal komputer yang harganya lebih murah dibanding harus membeli mixer audio digital. Dalam penelitian ini akan menguji hasil dari mixer audio analog merk Wharfedale Pro Action 28-02 untuk diambil data tingkat penguatan masing-masing kanal, sedangkan data jangkauan frekuensi diperoleh dari datasheet yang bersumber dari produsen mixer audio tersebut.
Dalam dunia audio profesional, sebuah mixer audio, baik jenis analog maupun digital, atau juga disebut
peralatan elektronik yang berfungsi untuk memadukan (mixing), pengaturan jalur (routing) dan mengubah level, serta harmonisasi dinamis dari sinyal audio. Sinyal-sinyal yang telah diubah dan diatur kemudian dikuatkan oleh penguat akhir atau power amplifier.
Mixer audio secara luas digunakan dalam berbagai
keperluan, termasuk studio rekaman, sistem panggilan publik (public address), sistem penguatan bunyi, dunia penyiaran baik radio maupun televisi, dan juga pasca produksi pembuatan film. Suatu contoh yang penerapan sederhana, dalam suatu pertunjukan musik misalnya, sangatlah tidak efisien jika menggunakan masing masing
amplifier untuk menguatkan setiap bagian baik suara
vokal penyanyi dan alat alat musik yang dimainkan oleh band pengiringnya.
Salah satu syarat terpenting dalam mixer audio yang baik adalah mempunyai input gain dan pengaturan equalizer yang baik. Maka dengan demikian akan dapat dilakukan pengaturan yang lebih sempurna dan optimal terhadap setiap input mikrofon, atau apapun yang menjadi sumber suaranya.
2.
Metode
2.1. Gambaran Umum Penelitian
Dari hasil pengamatan proses pengolahan sinyal suara menggunakan mixer audio analog dapat digambarkan pada gambar 1. Dalam kasus ini peneliti menggunakan 4 buah mikrofon sebagai media masukan dan keluaran menggunakan sistem stereo (left dan right). Kemudian dari gambar 2 dikembangkan untuk membuat aplikasi
mixer audio dengan memanfaatkan sebuah komputer.
Karena jumlah masukan kartu suara yang ada pada komputer terbatas, maka peneliti menambahkan kartu suara dengan terminal USB untuk menambah jumlah masukan sinyal yang akan diproses.
Gambar 1. Diagram Blok Sistem Mixer Audio Analog
USB Hub USB Soundcard 1 Mikrofon 1 USB Soundcard 2 Mikrofon 2 USB Soundcard 3 Mikrofon 3 USB Soundcard 4 Mikrofon 4 Power Amplifier
Gambar 2. Diagram Blok Sistem Mixer Audio berbasis PC
2.2. Diagram Alir Pembuatan Aplikasi
Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Aplikasi
Pembuatan aplikasi mixer audio 4 channel berbasis PC ini dimulai dengan membuka Borland Delphi 7, kemudian ditambahkan komponen untuk pengolahan sinyal suara, pada penelitian ini memakai pustaka audiolab 5.0 dan wave audio. Atur tata letak komponen dan lakukan pengaturan variabel masing-masing komponen, kemudian kompile dengan menekan tombol F9 pada keyboard. Jika
terjadi kesalahan (error) akan dilakukan perbaikan dan jika sudah tidak ada lagi kesalahan, maka aplikasi akan dilakukan pengujian dengan menggunakan perangkat keras berupa kartu suara USB. Diagram alir dalam pembuatan aplikasi ini dapat dilihat pada gambar 3 di atas.
2.3. Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan untuk memperoleh parameter tingkat penguatan yang ada pada mixer audio
analog. Mixer audio yang akan diambil datanya adalah mixer audio produksi dari IAG (International Audio Group) dengan merk Wharfedale yang diproduksi di Cina
pada tahun 2007 dengan tipe Pro Action 28-02. Mixer
audio yang akan diambil datannya dapat dilihat pada
gambar 4 di bawah ini:
Gambar 4. Mixer Audio Wharfedale Pro Action 28-02
Datasheet mixer audio analog merk Wharfedale Pro
Action 28-02 diperoleh dari
http://www.wharfedalepro.com/. Data spesifikasi mixer
audio analog ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Wharfedale Pro Action 28-02
No Keterangan Nilai
1 Impedansi masukan dan keluaran
a. Masukan mikropon 2 K Ohm
b. Jalur masukan >15 K Ohm
c. Keluaran <75 Ohm
2 Level masukan dan keluaran
a. Masukan mikropon +11 dB b. Jalur masukan <+18 dB c. Keluaran Master +24 dB d. Keluaran Headphones +16 dB 3 Respon Frekuensi @ ±12dB a. Low 100 Hz b. Mid 0,35 sampai 5 KHz c. High 10 KHz No Keterangan Nilai
4 Cakap silang (pengukuran 1 KHz) a. Pelemahan pengaturan masukan >98 dB b. Pelemahan pengiriman Aux >85 dB
c. Pendekatan kanal >93 dB
5 Distorsi
a. Penguatan mikrofon 30 dB <0,006 % b. Keluaran mixer +14 dB, 20 Hz - 20 KHz <0,006 %
Pengukuran dilakukan di laboratorium Elektronika Analog, Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang dengan menggunakan sinyal generator pada frekuensi 1KHz dan hasil keluaran ditampilkan pada layar osiloskop.
Tabel 2. Hasil pengujian penguatan mixer audio analog
Pengujian Level Awal Level Akhir Prosentase Penguatan Skala
Gain 10 32 100 % 10,17,24,32,40 ,47,54 40 111,11 % 47 144,44 % 54 444,44 % High -15 0 162,5 % -15,-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12,15 15 475 % Mid -15 0 550 % -15,-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12,15 15 3437 % Low -15 0 100 % -15,-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12,15 15 112,5 % Pan 0 L5 80 % L5,L4,L3,L2,L1 ,0,R1,R2,R3,R 4,R5 R5 80 % Volume 00 10 112,50 % 00,40,30,20,10 ,5,0,+5,+10
3.
Hasil dan Analisa
3.1. Implementasi
Pada penelitian ini akan dibuat aplikasi mixer audio dengan memanfaatkan sebuah komputer dengan jumlah kanal masukan empat buah dan keluaran dua buah (stereo). Karena jumlah masukan kartu suara yang ada pada komputer terbatas, maka peneliti menambahkan kartu suara dengan terminal USB untuk menambah jumlah masukan sinyal yang akan diproses. Mixer audio yang dirancang mempunyai fungsi pengaturan yang sama dengan mixer audio analog yaitu sebagai penguatan dan penapisan frekuensi.
Gambar 5. Perancangan Mixer Audio 4 Channel berbasis PC
Tampilan awal pada saat aplikasi dijalankan dapat dilihat pada gambar 4.Aplikasi mixer audio 4 channel berbasis PC terdiri dari 4 bagian kontrol, yaitu: kontrol pada kanal (nomor 1-10), efek kontrol (nomor 19,20,21), MP3 kontrol (nomor 18, 22-29) dan master kontrol (nomor 11-17 dan 30). Channel 1 30 29 28 27 26 25 24 23 21 19 22 20 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Channel 2 Channel 3 Channel 4 Master MP3 Player Efek
Gambar 6. Implementasi Aplikasi Mixer Audio 4 Channel berbasis PC
Secara rinci bagian dan fubgsi masing –masing pengontrol akan dijelaskan di bawah ini:
1. Gain
Setiap masukan sinyal mempunyai nilai yang berbeda-beda sehingga perlu ditentukan tingkat penguatan yang sesuai.
2. Low
Kontrol ini digunakan untuk melakukan penapisan lolos rendah pada masing-masing kanal.
3. Mid
Kontrol ini digunakan untuk melakukan penapisan lolos pita pada masing-masing kanal.
4. High
Kontrol ini digunakan untuk melakukan penapisan lolos tinggi pada masing-masing kanal.
5. Pan
Panning atau yang lebih dikenal dengan pan pots merupakan pembagi antara penguatan bagian kiri dan bagian kanan.
6. Effect
Pada mixer audio analog efek dapat berupa rangkaian yang terpisah, sehingga untuk menghubungkan menggunakan terminal send dan terminal retur, namun ada juga yang langsung tertananm pada boks mixer audio. Fungsinya untuk memperoleh efek ruangan.
7. Device Selector
Digunakan untuk memilih perangkat keras, kartu suara yang akan diaktifkan sebagai masukan. 8. Display Input
Ini merupakan tampilan sinyal setelah dilakukan pengaturan tingkat penguatan (gain).
9. Volume
Volume digunakan untuk mengatur kuat lemah sinyal saat dilakukan pencampuran, sehingga tidak terjadi clipping.
10. Mute
Mute digunakan untuk memutus pencampuran sinyal
dari masing-masing kanal. 11. Low
Penapisan lolos bawah ini merupakan penapisan setelah sinyal dicampur menjadi satu keluaran. 12. Mid
Penapisan lolos pita ini merupakan penapisan setelah sinyal dicampur menjadi satu keluaran. 13. High
Penapisan lolos atas ini merupakan penapisan setelah sinyal dicampur menjadi satu keluaran. 14. Mute
Pada setiap kanal terdapat tombol mute, di bagian master juga diperlukan mute untuk memutus sinyal apabila terjadi umpan balik negatif.
15. Balance
Digunakan untuk menyeimbangkan antara penguat sebelah kiri dan penguat sebelah kanan.
16. Device Selector
Dipakai untuk memilih perangkat keras yang akan digunakan sebagai media keluaran.
17. Volume
Master volume dipakai untuk mengatur kuat lemahnya sinyal yang akan dikirimkan ke power
amplifier.
18. List MP3 Player
Menampung daftar lagu yang akan dimainkan. 19. Delay
Dipakai untuk mengatur waktu tunda dari sinyal sebagai efek ruangan.
20. Speed
Untuk mengatur kecepatan pantulan efek ruangan.
21. Repeat
Untuk mengatur berapa kali sinyal akan diulang sebagai efek gema.
22. Previous
Untuk memainkan file MP3 yang ada pada playlist yang posisinya di atas file yang sedang dimainkan. 23. Next
Untuk memainkan file MP3 yang ada pada playlist yang posisinya di bawah file yang sedang dimainkan.
24. Repeat
Apabila tombol ini aktif, maka setelah memainkan file yang ada pada playlist bagian bawah akan dilanjutkan untuk memainkan file yang berada pada posisi paling atas dari playlist.
25. Volume MP3
Digunakan untuk mengatur kuat lemah sinyal suara dari file yang sedang dimainkan.
26. Delete Playlist
Menghapus data yang ada pada playlist. 27. Add Playlist
Menambahkan file audio ke playlist. 28. Play
Memainkan file audio yang ada pada playlist. 29. Stop
Menghentikan file audio yang sedang dimainkan. 30. Display Output
Menggambarkan bentuk sinyal setelah dilakukan pencampuran.
3.2. Hasil Pengujian
Pengujian mixer audio analog sudah dilakukan pada saat pengambilan data penguatan (tabel 2) menggunakan sinyal generator dan osiloskop. Sedangkan pada aplikasi yang dibuat di uji menggunakan dua komponen dari pustaka audiolab 5.0, yaitu ALSignalGen sebagai masukan (pembangkit generator sinyal) dan SLScope (penampil bentuk gelombang). Pengaturan komponen
ALSignalGen dapat dilihat pada tabel 3 dan pengaturan
komponen SLScope ditunjukkan pada tabel 4.
Tabel 3. Pengaturan komponen ALSignalGen
Simbol Properties Nilai
Amplitude 4
Buffer Size 16
Sample Rate 44100 ClockSource csInternal
Frequency 1000 OutputPin ALAmplifier
SignalType atTone
Tabel 4. Pengaturan komponen SLScope
Simbol Properties Nilai
InputPinss ALAmplifier NavigateMode nmZoom RefreshInterval 100
SizeLimit 0
Gambar 7. Simulasi Pengujian Penguatan
menggunakan Komponen ALSignalGen
Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel yaitu
channel 1 untuk mengetahui tingkat penguatan dari
aplikasi mixer audio 4 channel berbasis PC yang meliputi : pengujian penguatan gain, low, mid, high. Pengujian dilakukan dengan memberikan variasi frekuensi masukan, yaitu: 30 Hz, 60 Hz, 120 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, 8 KHz dan 16 KHz, dengan level amplitudo 4 mili Volt. Gambar dari simulasi pengujian dapat dilihat pada gambar 7.
Dengan menggunakan grafik dapat dilihat tingkat prosentase penguatan sesuai dengan pengukuran pada
mixer audio analog.
Gambar 8. Grafik Prosentase Penguatan Mixer Audio 4
Channel berbasis PC Posisi Level Setengah
Gambar 9. Grafik Prosentase Penguatan Mixer Audio 4 Channel berbasis PC Posisi Level Maksimum
4.
Kesimpulan
Dari hasil implementasi dan pengujian, maka dapat disimpulkan untuk pengaturan gain dapat berfungsi untuk menguatkan atau melemahkan sinyal masukan. Tanggapan LPF pada kontrol low bekerja pada frekuensi 30 Hz sampai dengan 250 Hz, tanggapan BPF pada kontrol mid bekerja pada frekuensi 500 Hz sampai dengan 4 KHz, tanggapan HPF pada kontrol high bekerja pada frekuensi 4 KHz sampai dengan 16 KHz. Dalam pengembangan lebih lanjut, pustaka audiolab 5.0 dapat digunakan untuk bahasa pemrograman yang lain (C++ Builder, Visual C++, Visual Basic, C# dan J# ) dan dapat dikembangkan dengan variasi effect yang lain, selain
reverb dan echo misalnya untuk suara robot.
Referensi
[1]. Alec Nisbett, The Sound Studio, Focal Press, 2003. [2]. Glen Ballou, Handbook for Sound Engineers The New
Audio Cyclopedia, SAMS, 1991.
[3]. Haykin, Simon, Signals and System, Wiley, Singapore, 2004.
[4]. Martina I, Pemrograman Visual Borland Delphi 7, Elex Media Komputindo, Jakarta, 2004
[5]. Paul Nygren, Achieving Equal Loudness Between Audio
Files, Thesis in Music Acoustics.
[6]. Prabowo Arsyad, Pemanfaatan Kartu Suara Sebagai Generator Sinyal, Tugas Akhir, Undip, Semarang
[7]. Roey Izhakl, Mixing Audio Concepts, Practices and Tools, Focal Press, 2008.
[8]. Roger Nicholls, Mastering Audio, Bob Katz, 2002. [9]. Steven W. Smith, The Scientist and Engineer’s Guide to
Digital Signal Processing, California Technical Publishing, 1999.
[10]. Tanudjaja, Harlianto , Pengolahan Sinyal Digital & Sistem Pemrosesan Sinyal, Penerbit Andi Yogyakarta 2007. [11]. Vijay K. Madisetti, Douglas B. Williams, Digital Signal
Processing Handbook, Chapman & Hall, 1999.
[12]. What Can I Build with AudioLab?, http://www.mitov.com, Desember 2012.
